Informe Optico 3u1m30

LABORATORIO DE METODOS NO DESTRUCTIVOS DE ANALISIS MICROSCOPIA OPTICA Yubely Urrea, Rodrigo Navia, WillianAndres Campo, BrayanAndru Montenegro Ingeniería Física, Universidad del Cauca

El microscopio óptico ha sido de gran utilidad, sobre todo en los campos de la ciencia en donde la estructura y la organización microscópica son importantes, este instrumento a partir de la luz y las condiciones expuestas por la óptica geométrica, permite realizar estudios y ensayos a las muestras de manera que estas sufran un mínimo daño, en esta práctica se describe el microscopio óptico Nikon Eclipse 80I, el cual se encuentra en la unidad microscópica del museo de Historia Natural de la Universidad del Cauca.

Palabras clave

MARCO TEORICO

Microscopía, óptica geométrica,luz, escala, aumento, filtros, campo claro, campo oscuro.

El microscopio óptico es un instrumento que amplifica la imagen de un objeto pequeño, el aumento del objeto se consigue usando un sistema de lentes que manipula el paso de los rayos de luz entre el objeto y los ojos.

INTRODUCCIÓN Los diversos elementos que existen en la naturaleza, presentan tamaños, formas y composiciones distintas, la mayoría de ellas pueden verse, algunas a simple vista, y otras mediante instrumentos como, los diferentes microscopios. Uno de los microscopios más utilizados es el microscopio óptico, que se sirve de la luz visible, para crear una imagen aumentada del objeto.

Figura 1. Poder de observación del microscopio.

 El microscopio óptico más simple es la lente convexa doble con una distancia focal corta, estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces su tamaño. Por lo general se utilizan microscopios compuestos que disponen de varias lentes, tanto en el objetivo como en el ocular, con las cuales se consiguen aumentos mayores y se busca reducir las aberraciones, concretamente la aberración cromática y la aberración esférica. Los microscopios compuestos se utilizan para estudiar especímenes delgados, puesto que su profundidad de campo es muy limitada; por lo general, se utilizan para examinar cultivos, preparaciones trituradas o una lámina muy fina del material que sea. Normalmente depende de la luz que atraviese la muestra desde abajo y usualmente son necesarias técnicas especiales para aumentar el contraste de la imagen.

Partes del Microscopio Óptico

Sistema mecanico: está constituido por una serie de piezas en las que van instaladas las lentes y que permiten el movimiento para el enfoque.  

Pie o soporte: sirve como base al microscopio y en él se encuentra la fuente de iluminación. Platina: superficie sobre la que se colocan las preparaciones. En el centro se encuentra un orificio que permite el paso de la luz. Sobre la platina hay un sistema de pinza o similar, para sujetar el portaobjetos con la preparación, y unas escalas que ayudan a conocer qué parte de la muestra se está observando. La platina presenta 2 tornillos, generalmente situados en la parte inferior de la misma, que permiten desplazar la preparación sobre la platina, en sentido longitudinal y transversal respectivamente.

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Tubo: cilindro hueco que forma el cuerpo del microscopio. Constituye el soporte de oculares y objetivos. Revólver portaobjetivos: estructura giratoria que contiene los objetivos. Brazo o asa: une el tubo a la platina. Lugar por el que se debe tomar el microscopio para trasladarlo de lugar. Tornillo macrométrico: sirve para obtener un primer enfoque de la muestra al utilizrse el objetivo de menor aumento. Desplaza la platina verticalmente de forma perceptible. Tornillo micrométrico: sirve para un enfoque precidso de la muestra, una vez que se ha realizado el enfoque con el macrométrico. También desplaza verticalmente la platina, pero de forma prácticamente imperceptible. Es el único tornillo de enfoque que se utiliza, una vez realizado el primer enfoque, al ir cambiando a objetivos de mayor aumento.

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La luz procedente de la bombilla pasa por un reflector que envía los rayos luminosos hacia la platina. Diafragma o iris: sobre el reflector de la fuente de iluminación. Abriéndolo o cerrándolo permite graduar la intensidad de la luz. Transformador: ya que el voltaje de la bombilla es menor que el de la red, es necesario para enchufar el microscopio. Algunos modelos ya lo llevan incorporado en el pie del microscopio. Además, el transformador dispone de un potenciómetro para regular la intensidad de la luz.

Sistema óptico: comprende un conjunto de lentes, dispuestas de tal manera que producen el aumento de las imágenes que se observan a través de ellas. 

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Oculares: son los sistemas de lentes más cercanos al ojo del observador, situados en la parte superior del microscopio. Son cilindros huecos provistos de lentes convergentes cuyo aumento se reseña en la parte superior de los mismos. Dependiendo de que exista uno o dos oculares, los microscopios pueden ser mono o binoculares. Objetivos: son sistemas de lentes convergentes que se acoplan en la parte inferior del tubo, mediante el revólver. En esta estructura se pueden acoplar varios objetivos (ordenados de forma creciente según sus aumentos, en el sentido de las agujas el reloj). Condensador: sistema de lentes convergentes que capta los rayos de luz y los concentra sobre la preparación, de manera que proporciona mayor o menos contraste. Se regula en altura mediante un tornillo. Fuente de iluminación: en los microscopios a utilizar, el aparato de iluminación está constituido por una lámpara halógena de bajo voltaje (12V) situada en el pie del microscopio.

Figura 2. Microscopio óptico A)Oculares, B)Revolver, C)Objetivos, D)Platina, E)Tornillos para desplazar la preparación sobre la platina en sentido longitudinal y transversal, F)Condensador G)Tornillo macrométrico, H)Tornillo micrométrico, I)Diafragma iris, J)Tornillo para regular la altura del condensador,K)Interruptor, L)Regulador de la Intensidad de Luz, M)Pinzas para ajustar la preparación sobre la platina, N)Pie soporte.

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Funcionamiento del Microscopio Óptico

En la figura 3, se puede ver el esquema de un microscopio óptico y el funcionamiento de su sistema de lentes.

Figura 3. Funcionamiento del Microscopio óptico

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El objetivo es el encargado de proyectar la imagen de la muestra que se observa,al igual que un proyector de cine, el objetivo proyecta la imagen. Esta imagen es aumentada y proyectada hacia el ocular,es decir, el funcionamiento del objetivo del microscopio se puede comparar con el funcionamiento de la lente de un proyector. La imagen proyectada por el objetivo recibe el nombre de imagen primaria o imagen aérea, ya que se forma en el aire. Esta imagen llega al ocular, otro sistema de lentes del microscopio cuyo funcionamiento es similar al de una lupa. El ocular aumenta la imagen aérea creada por el objetivo. Por último, la imagen final observada se forma en la retina del ojo del observador. Esta imagen es percibida como si estuviese situada en el plano de la llamada "imagen virtual" del esquema superior. Por eso recibe el nombre de imagen virtual, porque los rayos de luz percibidos por el ojo en realidad no provienen de ahí. En el esquema los rayos de luz "virtuales" se representan con líneas discontinuas mientras que los rayos reales están dibujados con líneas continuas amarillas. Se puede ver cómo en un momento dado ambos rayos, reales y virtuales, coinciden en su trayectoria; este momento es cuándo entran al ojo. Por esto, los rayos virtuales se consideran "extensiones" de los rayos de luz reales. Cómo se puede ver, el aumento total de la imagen por el microscopio se produce en dos pasos,un aumento primario producido por el objetivo y un aumento secundario que realiza el ocular. Si se multiplican ambos aumentos se obtiene el aumento total;por ejemplo, si estamos utilizando un ocular de 10x y un objetivo de 40x, obtendremos un aumento total de 400x.

Antes de observar la preparación en el microscopio, esta debe de ser montada sobre vidrio. Para ello existen dos piezas de vidrio denominadas portaobjetos (porta), que, como su nombre indica, es el soporte sobre el que va la muestra, y cubreobjetos (cubre) que siempre ha de colocarse sobre la muestra. Una vez colocada la muestra en el porta, se debe añadir una gota de agua, o de la solución acuosa pertinente, antes de colocar el cubre, para evitar interfases agua-aire, que provocan zonas ciegas.

1. Colocar la preparación sobre la platina de forma que la estructura a observar quede en el orificio central de la platina. 2. Poner el objetivo de menor aumento cuyo amplio campo visual facilita el hallazgo de estructuras importantes. 3. Subir la platina accionando el tornillo macrométrico y mirando la preparación desde fuera hasta alcanzar el tope superior. En ningún caso tocar la preparación con los objetivos. 4. Mirando por los oculares, bajar lentamente la platina con el tornillo macrométrico hasta conseguir ver el objeto lo más nítido posible. 5. Ajustar el enfoque con el tornillo micrométrico hasta verlo claramente. 6. Para observar la preparación a mayores aumentos cambiar de objetivo con un simple giro del revolver (sin mover en ningún caso el tornillo macrómetrico). Las pequeñas variaciones que se observan en el enfoque se producen al cambiar de objetivo y se corrigen con el micrométrico. 7. Para observar otros campos, desplazar la preparación moviendo los tornillos de la platina.

Para cambiar la preparación: MATERIALES MICROSCOPIO ÓPTICO NIKON ECLIPSE 80I • Porta objetivos • Pipetas pequeñas • Solución viva de fitoplancton • Azul de toluidina PROCEDIMIENTO

1. Bajar la platina. 2. Colocar el objetivo de menor aumento. 3. Quitar la preparación y colocar la siguiente.

RESULTADOS

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Imágenes arrojadas por el software de adquisición conectado al microscopio óptico.

Figura 7.Muestra de un microorganismo visto en el microscopioóptico.

Figura 4. Muestra de saliva vista en el microscopio óptico.

Figura 8.Muestra de un microorganismo visto en el microscopioóptico. Figura 5. Muestra de saliva vista en el microscopioóptico.

ANALISIS DE RESULTADOS Las muestras tomadas se analizaron bajo dos técnicas: campo claro y oscuro, cada una de las cuales nos proporciona resultados, bajo distintos ángulos o puntos de vista Para observar bacterias muy diminutas contenidas en nuestra muestra, se debió utilizar resoluciones altas, en las cuales los haces de luz, provenientes del microscopio convergieran exactamente en un punto o que por lo menos estuvieran lo másenfocados posibles. Figura 6. Muestra de fitoplancton vista en el microscopio óptico.

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CONCLUSIONES 

Las células observadas con el microscopio óptico pueden estar vivas o fijadas y teñidas.

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Es necesario que el objetivo este muy cerca de la muestra para que así, el ángulo del cono de luz que penetra en la lente arroje un error muy mínimo de resolución, el cual depende del seno de la mita del ángulo entre estos, la resolución dependerá del índice de refracción del medio.

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El microscopio óptico de campo claro usado en la formación de imágenes a partir de un corte histológico usando luz visible, es de destacar que la muestra debe ser lo bastante fina como para que los haces de luz puedan atravesarla. También se usan métodos de tinción, según las necesidades, con el fin de aumentar los detalles en la imagen, como se observó en la práctica.

AGRADECIMIEMTOS Ala unidad microscópica del Museo de Historia Natural de la Universidad del Cauca, por brindarnos el espacio de trabajo, y a Patricia Mosquera por la asesoría dada con el manejo del microscopio óptico.

BIBLIOGRAFIA Skoog, Holler y Nieman, Principios de Análisis Instrumental, Mc Graw Hill, 2000 John Strong, Técnicas de Física Experimental, editorial universitaria de Buenos Aires, 1965 Wikipedia.org/wiki/Microscopio_óptico